CN105473248A - 柔性管体、制造其的方法以及细长带元件 - Google Patents

Abstract

公开了一种细长带元件、柔性管体和制造柔性管体的方法。所述带元件（508）具有截面轮廓，所述截面轮廓包括：体部分（510），所述体部分位于抗塌带绕组（501）之间，使得每个体部分（510）至少部分地位于在相邻抗塌带的绕组（501）之间的间隙中；以及至少一个翼部分（516），所述至少一个翼部分从所述体部分的端区域延伸，所述至少一个翼部分构造为跨越所述间隙，并且分别与相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

Description

柔性管体、制造其的方法以及细长带元件

技术领域

本发明涉及细长带元件和形成柔性管体的方法。具体地，但并不排他地，本发明涉及一种用于形成一层柔性管体的带元件。

背景技术

传统上，柔性管用于将产出流体（诸如，石油和/或天然气）从一个位置输送到另一个位置。柔性管特别地用于将海底位置（其可以是深水下，例如，1000米或者更深）连接至海平面位置。管可以具有通常高达约0.6米的内径（例如，直径的范围可以为从0.05m达到0.6m）。柔性管通常形成为柔性管体和一个或者多个端部接头的组件。管体通常形成为层状材料的组合，这些层状材料形成承压导管。管结构允许大偏转，但不会产生损害管的寿命内的功能性的弯曲应力。管体通常构建为组合结构，该组合结构包括聚合物层、和/或复合材料层、和/或金属层。例如，管体可以包括聚合物层和金属层、或者聚合物层和复合材料层、或者聚合物层、金属层和复合材料层。

在许多已知柔性管设计中，管体包括一个或者多个抗压层。这类主要负荷层由径向力形成。例如，压力铠装层通常具有特定截面轮廓以联锁，以便能够保持和吸收由施加于管上的外部压力或者内部压力造成的径向力。缠绕线的截面轮廓有时被称为抗压轮廓，该缠绕线防止管因压力而倒塌或者爆炸。当压力铠装层由形成环部件的螺旋缠绕线形成时，来自于管上的外部压力或者内部压力的径向力使环部件膨胀或者收缩，从而将拉力负荷置于线上。

无粘结柔性管已用于深水（小于3,300英尺（1,005.84米））开发和超深水（大于3,300英尺）开发。对石油的需求日益增长，这样会使探测在环境因素更极端的更深处发生。例如，在这种深水环境和超深水环境中，海底温度增加了这样一种风险：产出流体冷却到可以导致管堵塞的温度。增加的深度也增加了与环境有关的压力，在该环境中，柔性管必须操作。例如，柔性管可能需要使用作用于管的外部压力来操作，该外部压力的范围为从0.1MPa至30MPa。同样，输送石油、天然气或者水很可能产生从内部作用于柔性管的高压，例如，从孔流体作用于管的范围为从零至140MPa的内部压力。结果，增加了柔性管体的压力铠装层和拉力铠装层对高水平性能的需求。

柔性管也可以用于浅水应用（例如，小于约500米深）或者甚至可以用于海滨（陆上）应用。

改进负荷响应，从而改进铠装层性能的一种方式是制造更厚更坚固的层，从而制造更稳健的材料。例如，对于通常由具有在层联锁中的相邻绕组（winding）的缠绕线形成的压力铠装层，由更厚的材料制造线会导致强度适当地提高。然而，随着更多材料的使用，柔性管的重量也随之增加。最后，在使用柔性管过程中，柔性管的重量可能成为限制因素。另外，使用越来越厚的材料来制造柔性管会适当地增加材料成本，这也是一个缺点。

另外，由于某些抗压轮廓，与压力铠装层相邻的层可能会受到损害，特别是在相邻层的材料移动到在压力铠装层的相邻绕组之间的间隙中时。按照行业规则，所有柔性管结构在售出之前必须接受工厂验收试验（FAT）。这包括通过使用流体（诸如，在是平常使用压力的1.5倍的压力下的水）来使管孔增压。该水因此为增压介质。

向管施加内部压力（即，来自孔内部的压力）在所有层中产生径向膨胀，而这就是聚合物层产生变形和倾向于蔓延到叠置铠装层的间隙中的时候。在高压（约8000psi/55MPa或者更多）下，在聚合物层内的结果应变分布在间隙周围的区域处，可能是高度局域化的，并且该聚合物材料可以通过空穴作用来变形，而不是通过塑性流动来变形。这又可以在聚合物层的径向内表面上依次导致微裂纹变形或者微裂缝变形。在任何后续加载（诸如，在正常用于输送产出流体期间经历的加载）期间，这种微裂纹然后可以延伸以形成贯穿聚合物层的更长/更深的裂缝。这增加了聚合物层出现故障的风险，并且最终导致压力安全壳的损失，从而对柔性管的寿命产生不利影响。

WO98/16770、WO2009/087348、WO2010/055323、US2004/0182462、US2010/0059134、US6,739,355、US5,275,209、US6,192,941、US6,283,161、US6,065,501、EP1141606、EP1395769和US4,549,581公开了具有各种形状的截面的铠装层绕组。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于在柔性管体中形成绕组螺旋地缠绕层的细长带元件，该带构造为按照螺旋方式，使用抗塌带来交替的缠绕，以形成抗塌层，其中，该带元件具有截面轮廓，该截面轮廓包括：

体部分，该体部分定位于抗塌带绕组之间，使得每个体部分至少部分地位于在相邻抗塌带绕组之间的间隙中；以及

至少一个翼部分，该至少一个翼部分从体部分的端区域延伸，该至少一个翼部分构造为跨越所述间隙，并且分别与相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

根据本发明的第二个方面，提供了一种用于从海底位置输送流体的柔性管体，其包括：

流体保持层；

铠装层，其包括：

抗塌带，该抗塌带螺旋地缠绕流体保持层，其中，该带的相邻绕组联锁，从而使相邻绕组之间存在间隙，以及

细长带元件，按照螺旋方式，使用抗塌带来交替的缠绕该细长带元件，以形成铠装层，使得细长带元件至少部分地位于间隙内，并且构造为跨越间隙，以及以与流体保持层邻接的关系来设置。

根据本发明的第三个方面，提供了一种制造柔性管体的方法，该方法包括以下步骤：

提供流体保持层；以及

在流体保持层上螺旋地缠绕细长带元件和抗塌带，以形成交替绕组，其中，细长带元件至少部分地位于在相邻抗塌带绕组之间的间隙内，并且构造为跨越所述间隙，以与每个相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

本发明的某些实施例提供了这样的优点：带元件可以螺旋地缠绕以形成铠装层的绕组，从而使在铠装层下方（径向向内）的层不经受在层中的接触应力和应变的大的变化。

本发明的某些实施例提供了这样的优点：减小了或者阻止了在相邻聚合物阻隔层或者衬垫中的突然应变变化。

本发明的某些实施例提供了一种桥接元件，该桥接元件用于在铠装线之间缠绕以形成铠装层。可以制造一种具有铠装层和径向内聚合物阻隔层或者衬垫的柔性管体。由于这种桥接元件，在聚合物层与铠装层之间的接触应力是大体上均匀的。

本发明的某些实施例提供了这样的优点：提供了一种具有改进的性能和寿命跨度的柔性管体。特别地，避免了流体保持层被冲破的可能性。

附图说明

参照附图在下文中进一步描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了柔性管体；

图2示出了提升器组件；

图3示出了已知柔性管体的一部分；

图4示出了在图3中示出的部分A的放大视图；

图5示出了根据本发明的柔性管的一部分；

图6示出了在图5中示出的部分B的放大视图；

图7示出了本发明的替代实施例；

图8示出了本发明的替代实施例；

图9示出了本发明的替代实施例；

图10a、图10b和图10c示出了本发明的替代实施例；

图11a、图11b和图11c示出了本发明的替代实施例；

图12a、图11b和图11c示出了本发明的替代实施例；

图13a、图13b和图13c示出了本发明的替代实施例；

图14示出了本发明的替代实施例；

图15a和15b示出了本发明的替代实施例；

图16a和16b示出了本发明的替代实施例；

图17a和17b示出了本发明的替代实施例；

在附图中，相同的附图标记指代相同的部件。

具体实施方式

贯穿本说明书，将参考柔性管。应该理解，柔性管是管体的一部分和一个或者多个端部接头的组件，管体的各自端终止于该一个或者多个端部接头中的每个端部接头中。图1示出了管体100如何根据本发明的实施例由形成承压导管的层状材料的组合形成。虽然在图1中示出了许多特定层，但是需要理解，本发明广泛适用于包括由多种多样的可能材料制造的两层或者更多层的同轴管体结构。需要进一步注意，仅仅为了说明的目的，示出层厚度。如本文所使用，术语“复合材料”用于广泛涉及由两种或者更多种不同材料形成的材料，例如，由基体材料和增强纤维形成的材料。

如图1所示，管体包括可选的最内骨架层101。骨架提供了联锁构造，该联锁构造可以用作最内层以完全地或者部分地防止因管解压缩、外部压力以及拉力铠装压力负荷和机械破碎负荷而产生的内部压力护套102的倒塌。例如，骨架层通常为由不锈钢形成的金属层。骨架层也可以由复合材料、聚合物、或者其他材料、或者材料的组合形成。将认识到，本发明的某些实施例适用于‘光滑孔’操作（即，没有骨架），还适用于这种‘粗孔’应用（具有骨架）。

内部压力护套102作为流体保持层，并且包括确保内部流体完整性的聚合物层。需要理解，这种层本身可以包括许多子层。将认识到，当使用可选的骨架层时，本领域技术人员通常将内部压力护套称为阻隔层。在没有这种骨架的操作（所谓的光滑孔操作）中，内部压力护套可以被称为衬垫。

可选的压力铠装层103为抗压层，该抗压层提供了结构层，该结构层使柔性管的阻力增加至内部压力、和外部压力、和机械破碎负荷。层还在结构上支撑内部压力护套，并且通常可由以接近90°的捻角缠绕的线的联锁构造形成。压力铠装层通常为金属层，其例如由碳钢形成。压力铠装层还可由复合材料、聚合物、或者其他材料、或者材料的组合形成。

柔性管体还包括可选第一拉力铠装层105和可选第二拉力铠装层106。每个拉力铠装层用于保持拉力负荷和内部压力。拉力铠装层通常由多条线（为了加强层的强度）形成，该多条金属线位于内层上，并且以通常在约10°至55°之间的捻角沿管的长度螺旋缠绕。拉力铠装层通常成对地逆缠绕。例如，拉力铠装层通常为金属层，其例如由碳钢形成。拉力铠装层还可以由复合材料、聚合物、或者其他材料、或者材料的组合形成。

所示的柔性管体还包括可选的带层104，这些可选层有助于包括底层，并且在一定程度上防止在相邻层之间的磨损。该带层可能为聚合物、或者复合材料、或者材料的组合。

柔性管体通常还包括可选的绝缘层107和外护套108，该外护套108包括聚合物层，该聚合物层用于保护管不受海水和其他外部环境的渗透、腐蚀、磨损和机械损伤。

每个柔性管包括至少一个部分，有时称为管体100的部段或者部分，其连同位于柔性管的至少一端的端部接头。端部接头提供了机械装置，该机械装置在柔性管体和连接件之间形成过渡。如例如在图1中所示的不同管层按照这种方式终止于端部接头中，以在柔性管与连接件之间转移负荷。

图2示出了提升器组件200，该提升器组件200适合于将产出流体（诸如，石油、和/或天然气、和/或水），从海底位置221输送到浮式设施。例如，在图2中，海底位置221包括海底流线。柔性流线225包括柔性管，该柔性管完全地或者部分地被安设在海床224上或者埋在该海床下面，并且用于静态应用。浮式设施可以由平台和/或浮标、或者，如在图2中所示的船222提供。提供提升器组件200作为柔性提升器，即，柔性管223将船连接至海床安装。柔性管可以在具有连接端接头的柔性管体的部段中。

将认识到，存在如本领域技术人员所熟知的不同类型的提升器。本发明的实施例可以与任何类型的提升器（诸如，自由悬挂提升器（自由悬链线提升器）、一定程度上受限的提升器（浮标、链）、完全受限的提升器或者密封在管（I管或者J管）中的提升器）一起使用。

图2还示出了如何可以将柔性管部分用作流线225或者跳线226。图3示出了已知柔性管体的一部分，该已知柔性管体包括压力铠装层和径向内聚合物流体保持层302的绕组301_1-3。图4示出了图3的部分A的放大视图。当带缠绕以形成压力铠装层时，压力铠装层的内表面303通过重复的相邻绕组来由带轮廓的一个边缘形成。当然，单条带可以缠绕为重复绕组（如图3所示），或者数条带（可能为不同轮廓）可以连续缠绕，其中，每个带轮廓的一个边缘形成铠装层的内表面。不管怎样，每个轮廓的底座接触表面形成铠装层的内表面303。

在沿每个绕组的边缘304的长度的连续绕组集合的区域中，通常是这样的情况：形成内（底座）表面的带轮廓的边缘以小的恒定曲率半径305₁朝带轮廓的每个侧壁背离底座弯曲。相似地，相邻绕组也将以小的恒定曲率半径305₂朝侧壁背离内表面弯曲。这样会在邻接绕组与相邻径向内层（例如，聚合物阻隔层302）之间留下十分接近三角形的空间306。在这种区域306中，已经发现，底层，（例如，聚合物阻隔层302和/或中间聚合物牺牲层（未示出）），可能会蔓延到这些三角形空间中。这是因为来自通过管力而输送的流体的高内部压力迫使径向内层朝向压力铠装层和迫使其进入在绕组之间的空间中。这样会产生局部区域，其中，聚合物层的部分与压力铠装层的底座和聚合物的部分接触，该聚合物的部分是无支撑的，并且不会被迫进入在绕组之间的间隙中。在绕组集合的这个局部区域中，对压力铠装层下面的层的支撑突变会对那些底层的材料产生高剪切力和应变。这可能导致裂缝或者微裂纹。

在柔性管状中，虽然将认识到，许多材料可能是适合的，例如，聚合物、金属或者复合材料，但是在压力铠装层下面的层通常为聚合物层，例如，PVDF（聚偏二氟乙烯）。管设计者可以选择适合材料以与管的使用情况匹配。然而，大多数材料将具有某一最大可允许应变，超过该某一最大可允许应变时，损坏材料的风险就会更大。同样，在压力铠装层的绕组之间的上述间隙的存在可能会在底层中导致潜在损坏和潜在故障。当聚合物区域在应变下时，该区域的性能可以变化，从而使其变得更弱。在应变区域中，与周围材料相比，聚合物更容易发生形变，从而在聚合物中产生更高水平的应变，这样可能导致塑性铰效果。

如可见于图3和图4，存在间隙，该间隙在压力铠装层的每个绕组301_1-3之间，例如，在绕组301₁和绕组301₂的相对表面之间延伸。这种间隙通常可以在约0mm和3mm之间，例如在压力铠装层中。如本领域所知的，这种间隙允许绕组一起或者进一步分开地移动，以适应管的弯曲或者运动。

图5根据本发明的实施例示出了包括细长带元件的柔性管体的一部分。柔性管体包括压力铠装层的绕组501_1-3、径向内流体保持层502和细长带元件（桥接元件）508_1,2，该细长带元件（桥接元件）508_1,2位于空间506中，该空间506在相邻绕组501的边缘504、505之间并且在压力铠装层的内表面503与流体保持层502的径向外表面514之间。图6示出了图5的部分B的放大视图。此处，桥接元件508_1,2是连续的相对精细的金属细长带，并且在流体保持层502上螺旋缠绕，该流体保持层502在压力铠装带（抗塌带）的每个连续绕组之间。即，桥接元件构造为交替地缠绕有压力铠装带，从而在截面中，交替使用桥接元件的绕组和压力铠装带的绕组。适当地，桥接元件的金属材料的弹性模量可以是170-210GPa。适当地，金属材料的弹性模量可以是190-210GPa。桥接元件508_1,2可以交替地具有相对高的弹性模量聚合或者复合材料。这种相对高的弹性模量聚合物可以包括PVDF材料，该PVDF材料在以室温测量时具有大于400MPa的弹性模量。适当地，聚合物材料的弹性模量可以大于800MPa。适当地，聚合物材料的弹性模量可以大于1000MPa。适当地，复合材料的弹性模量可以是20-50GPa。适当地，复合材料的弹性模量可以是70至80GPa。

如可见于图5，压力铠装带501的截面轮廓为具有矩形主体、和前边缘、和后边缘的大体上Z形。当然，压力铠装带、或者铠装带可以具有其他截面轮廓，例如，C形夹、I形、T形、X形或者K形。利用其他轮廓，桥接元件可以适当地构造为桥接在相邻绕组之间的间隙。

在此特定实施例中，细长带508的截面为近似矩形，该近似矩形具有凸起或者体部分510，该凸起或者体部分510向外径向延伸到在相邻绕组501的边缘504、505之间的间隙512的至少一部分中。可以从图5中看见，细长带具有近似倒T形截面轮廓。桥接元件508设置为至少部分地延伸跨过间隙512，并且在压力铠装层的内表面503与相邻流体保持层502的外表面514之间至少部分地延伸，从而防止流体保持层502蔓延到间隙512中。

桥接元件508的体部分510构造为位于在相邻防塌带绕组501之间的间隙512中。体部分沿间隙512向外径向延伸，因此有助于保持细长带508在间隙内的位置，从而保持交替的绕组构造。在其他实施例中，体部分510可以构造为具有沿其长度的规则狭缝或者狭槽，以允许带更容易弯曲，并且更一致地形成在流体保持层502周围（如在图16a和图16b中所示）。

桥接元件508还包括从体部分510的端区域延伸的两个翼部分516_1,2，该两个翼部分516_1,2跨越间隙512的宽度并且轴向延伸越过间隙，从而使翼部分516_1,2的径向外表面518与相邻抗塌带绕组501的径向内表面503邻接。翼部分516_1,2的大体上平整径向内表面520与流体保持层502的径向外表面514邻接。以这种方式，防止流体保持层在其受到内部压力时蔓延到间隙512中。翼部分设计得相对薄，以便不会对在聚合物阻隔层502与压力铠装层501之间的距离造成很大的干涉，而足够牢固以保持其位置，并且防止聚合物进入间隙512中。

在图5中所示的实施例中，构造了在各自翼部分与体部分之间的可选过渡弯曲表面，从而使表面具有曲率半径，该曲率半径约等于在抗塌带绕组501的径向内表面503与各自侧壁504、505之间的弯曲的角部的曲率半径。

将认识到，在使用中，柔性管体通过电流、船舶运动而受到弯曲力。当柔性管体弯曲时，在抗塌带的相邻绕组之间的间隙512的宽度将发生变化。在弯曲的外半径，间隙宽度通常将增大，然而，在弯曲的内半径，间隙宽度通常将减小。因此，最好是翼部分的翼展（即，从第一翼的最外端到第二翼的最外端的两个翼部分的全宽）大于间隙512的最大可能宽度。同样，翼部分防止整个桥接元件移动到间隙区域512中。适当地，翼部分的翼展是在抗塌带绕组之间的最大间隙宽度的三倍。

由于细长带元件508的截面轮廓，当抗塌绕组相互靠近移动时，桥接元件的过渡弯曲表面将与抗塌线的弯曲的角部对应。因此，使在相邻带元件之间的另外的应力降至最小。

在图7至图9中，示出了本发明的其他实施例，其中，桥接元件的体部分的截面具有替代形状。

图7的桥接元件708为近似倒‘T形’。桥接元件708相对于桥接元件508包括与上述翼部分相似的翼部分，并且，因此，将不再详细描述。在本实施例中，桥接元件708的体部分710沿间隙712的长度延伸，大体上沿间隙的全长延伸。类似于图6，翼部分从体部分710的端轴向延伸。对体部分710进行构造，以便在绕组之间的间隙712减小时，侧面721和722将与相邻抗塌带绕组的各自侧壁704和705邻接。

要实现的是，体部分710的径向长度可能与所示的径向长度不同，例如，沿间隙712的径向长度延伸了约90%、或者80%、或者70%、或者60%、或者50%、或者40%、或者30%、或者20%、或者10%、或者2%，并且可能在沿桥接元件的伸长长度的半径长度方面是不连续的或者可能在该半径长度方面变化。同样，体部分的宽度还可能与所示的相对薄的宽度不同，延伸了在相邻绕组之间的最大间隙宽度的约100%、或者90%、或者80%、或者70%、或者60%、或者50%、或者40%、或者30%、或者20%、或者10%、或者2%。在替代实施例中，细长桥接元件的体部分710可以包括在其放置在平整表面上时形成其的波浪或者非线性，以便阻隔层502周围形成桥接元件（表面514和520接触）时，由于与在体部分的下部径向端的周向应变相比，在体部分的上部径向端的更高周向应变，在体部分中的波度移除（如图17a和图17b所示）。

图8示出了具有近似倒‘T形’的桥接元件/细长带元件808的另一实施例。此处，体部分810具有近似U形轮廓，该近似U形轮廓具有第一侧部分824、底座部分826和另一侧部分825。类似于图6，翼部分从体部分810的底座部分826延伸。

在此实施例中，第一侧部分824和另一侧部分825与相邻抗塌带绕组的各自侧壁804、805邻接。此处，第一侧部分824和另一侧部分825大体上沿间隙812的全长延伸。

第一侧部分824和另一侧部分825被视为叉齿。叉齿应该由具有一定程度的柔性材料制成，诸如，钢或者相对高的弹性模量聚合材料，从而在相邻抗塌绕组相互靠近移动时，叉齿可以从靠近底座部分826的地方弯曲以在开口端部分828处一起靠近移动。这类相对高的弹性模量聚合物可以包括在以室温测量时具有大于400MPa的弹性模量的一些PVDF材料、复合材料或者合金。适当地，聚合物材料的弹性模量可以大于800MPa。适当地，聚合物材料的弹性模量可以大于1000MPa。适当地，复合材料的弹性模量可以是20-50GPa。适当地，复合材料的弹性模量可以是70-80GPa。适当地，叉齿的金属材料的弹性模量可以是170-210GPa。适当地，金属材料的弹性模量可以是190-210GPa。

图9示出了具有近似倒‘T形’的桥接元件/细长带元件908的另一实施例。桥接元件908具有与图7中所示的实施例类似的截面轮廓。然而，体部分910比图7的实施例的体部分宽，大约是最大间隙宽度912的宽度。

在此实施例中，桥接元件至少部分地为可压缩的，但是，具有足够的强度来防止聚合物阻隔层大体上进入间隙912中。桥接元件可以是非金属、聚合物、弹性体、橡胶、泡沫或者任何其他弹性材料，该弹性材料适合于在抗塌带的相邻绕组一起靠近移动时，暂时被压缩，或者适合于在由如上所述的适合压缩的弹性材料封装或者封装该如上所述的适合压缩的弹性材料时，由内部骨架结构（诸如，710或者810）构造。适合压缩的材料可以具有远远小于400MPa，例如150MPa、例如50MPa、例如10MPa、例如1MPa、例如0.08MPa的弹性模量，并且可以是橡胶或者发泡材料。虽然体部分910具有高达最大间隙宽度的宽度，但是如果间隙912在宽度方面减少（诸如，在管弯曲期间），那么用于桥接元件的材料的压缩性允许桥接元件膨胀并且与变化间隙宽度成直线接触。

当然，要实现的是，体部分的径向长度可能与所示的径向长度不同，例如，沿间隙912的径向长度延伸了约90%、或者80%、或者70%、或者60%、或者50%、或者40%、或者30%、或者20%、或者10%、或者2%，并且可能在沿桥接元件的伸长长度的半径长度方面是不连续的或者可能在该半径长度方面变化。

图10a和图10b示出了具有近似‘S形’的桥接元件/细长带元件1008的另一实施例。图10a示出了在对抗塌带绕组1001_1,2进行设置从而使间隙1012的宽度处于其最大值时的桥接元件1008的位置。桥接元件1008具有体部分1010，该体部分1010沿与相邻抗塌带绕组1001₂的侧壁1005邻接的间隙1012延伸。体部分继续形成钩形端区域1015，该钩形端区域1015为大体上钩形的，以适应相邻抗塌带绕组1001₂的后边缘。钩形端区域1015因此用于使用与侧壁1005邻接的体部分1010来帮助桥接元件1008保持就位。

桥接元件1008进一步包括翼部分1016，该翼部分1016从体部分的端区域延伸，从而跨越间隙1012的最大宽度。翼部分1016进一步在抗塌带绕组1001₁的内表面1003与流体保持层1002的外表面之间延伸。翼部分1016大于最大间隙宽度，而且适当地为最大间隙宽度的125%、或者150%、或者200%、或者300%。

同样，体部分有效连接或者附接至压力铠装层的一个相邻绕组，以便无法偏离该位置，并且，无论间隙宽度是大或者小，都将一直与该侧绕组保持相邻。翼部分足够宽，从而甚至在最大间隙宽度，间隙也由翼部分桥接。物理附接手段（诸如，粘合）也可以用于代替桥接元件的钩形端区域或者除了该钩形端区域之外，连接或者帮助连接至相邻压力铠装绕组。

图10b示出了在对抗塌带绕组1001_1,2进行设置从而使间隙1012的宽度处于其最大值时的桥接元件1008的位置。在本设置中，体部分1010与每个相邻抗塌带绕组的侧壁邻接。翼部分位于类似于在图10a中的位置的位置，但是较大部分放置在抗塌带绕组的内表面与流体保持层的外表面之间。

在此特定实施例中，细长带元件1016具有跨截面轮廓的大体上均匀的厚度。即，形成体1010和翼部分1016的线/板具有均匀的厚度。

图11a和图11b示出了相似桥接元件，在该相似桥接元件中，跨桥接元件的截面轮廓的厚度不是均匀的。在此实施例中，桥接元件1108的体部分1110比翼部分1116厚。

在图10a、图10b、图11a和图11b的实施例中，使体部分和翼部分成形以适应相邻压力铠装层绕组的曲率（如可见于图10c和图11c）。在不同情况下，翼部分将一直延伸跨过全间隙宽度，以防止聚合物阻隔层进入在绕组之间的间隙中的任何点。

柔性管体可以使用上述桥接元件中的任何一个桥接元件形成。

在制造柔性管体期间，提供了流体保持层。例如，这种流体保持层可以是聚合物层或者由金属或者复合材料形成。如果使用了聚合物，那么可以使用本领域已知的技术来挤压该聚合物以形成管状聚合物层。

然后，细长带元件（按照上述实施例中的任何一个细长带元件）和抗塌带（例如，压力铠装线）在流体保持层上螺旋缠绕以形成交替绕组。细长带元件至少部分地位于在相邻抗塌带绕组之间的间隙内，并且构造为跨越该间隙，以与每个相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

对如上所述的各种详细设计进行的各种修改是可能的。例如，虽然已经在上面描述了具有大体上均匀的厚度的翼部分，但是翼部分远离体部分成锥形，从而当桥接元件的径向内表面保持大体上平整以与流体保持层邻接时，径向外表面可能成锥形或者成形以与相邻抗塌带绕组对应。

材料弹簧或者夹子的替代实施例构造为位于在抗塌带缠绕之间和/或在抗塌带缠绕周围的间隙中，如图12a、图12b、图12c、图13a、图13b和图13c所示。这类弹簧或者夹子将按照与在图8中所示的实施例相似的方式起作用。

图14、图15a和图15b示出了另一替代的实施例。这些类似于在图5中所示的实施例，其中，体部分的设计略有变化。

虽然金属已经指定用于形成桥接元件，但是这可以是具有足够强度和性质以按照需求执行的任何适合的材料。元件可以包括金属、铝合金、非金属、聚合物、弹性体、橡胶、泡沫或者这些材料的组合，例如，经涂覆的金属板、提供防腐性、和或耐磨性、和或低摩擦系数（例如，1、0.5、0.1或者0.05）的涂层。

虽然已经使用各种长度的体部分描述和示出了桥接元件，但是这种体部分长度可以是其他适合长度。

如上所述形成的铠装层可以与如参照图1所描述的其他柔性管体层中的任何一层或者所有层结合使用。

利用上述布置，减轻或者防止了因层的塑性变形（塑性环向应变）而产生的阻隔层或者衬垫的裂纹。

由于上述布置，可以大体上防止阻隔层或者衬垫进入或者蔓延到在铠装绕组之间的间隙中。

利用上述布置，设置了体部分和翼部分，从而甚至在最大间隙宽度处，并且甚至利用位于与左侧壁或者右侧壁邻接的其最极端的位置的体部分，在绕组之间的间隙仍然将由翼部分、以及还由可选地体部分覆盖。

本领域技术人员要明白，关于上述实施例中的任一个实施例而描述的特征在不同实施例之间可以是可交换地适用的。上述实施例是为了说明本发明的各种特征的示例。

如在本文中所使用的，术语“抗塌层”或者“抗塌线”或者类似术语已经用于广泛识别提供来抵抗管体倒塌或者抵抗施加到管体（外部压力或者内部压力）的压力的管体的一层或者一条线。例如，如上所述，这种抗塌层可以是压力铠装层或者骨架层。

贯穿本规范的说明书和权利要求书，词语“包括”和“包含”以及它们的变体意谓“包括但不限于”，并且它们不旨在（以及不会）排除其他部分、添加物、部件、整数或者步骤。贯穿本规范的说明书和权利要求书，单数包括复数，除非文中另有规定。具体地，使用了不定冠词的地方，说明书将理解为考虑复数，以及考虑单数，除非文中另有要求。

结合本发明的特定方面、实施例或者示例描述的特征、整数、性质、复合物、化学部分或组将理解为适用于在本文中所描述的任何其他方面、实施例或者示例，除非与其不兼容。在本说明书（包括任何所附权利要求书、摘要和附图）中所公开的所有特征、和/或如此公开的任何方法或者工艺的所有步骤可以用除了其中这种特征和/或步骤的至少一些是互斥的组合之外的任何组合来组合。本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明延及在本说明书（包括任何所附权利要求书、摘要和附图）所公开的特征中的任何一个新颖特征或者任何新颖组合，或者延及如此公开的任何方法或者过程中的任何一个新颖步骤或者任何新颖组合。

读者的注意力涉及所有文件和文档，这些文件和文档与本申请有关的本说明书同时提交或者在与本申请有关的本说明书之前提交，并且与本发明书一起接受公众审查，并且，所有这种文件和文档的内容以引用的方式并入本文。

Claims (26)

1.一种用于从海底位置输送流体的柔性管体，其包括：

流体保持层；

铠装层，其包括

抗塌带，所述抗塌带螺旋地缠绕所述流体保持层，其中，所述带的相邻绕组联锁，使得相邻绕组之间存在间隙，以及

细长带元件，按照螺旋方式，使用所述抗塌带来交替地缠绕所述细长带元件，以形成所述铠装层，使得所述细长带元件至少部分地位于所述间隙内，并且构造为跨越所述间隙，以及以与所述流体保持层邻接的关系来设置。

2.根据权利要求1所述的柔性管体，其中，所述细长带元件包括：体部分，所述体部分定位于所述抗塌带的绕组之间，使得所述体部分至少部分地位于在所述绕组之间的间隙中；以及至少一个翼部分，所述至少一个翼部分从所述体部分的端区域延伸，所述至少一个翼部分构造为跨越所述间隙，并且分别与所述流体保持层的表面邻接。

3.根据权利要求2所述的柔性管体，其中，所述至少一个翼部分，以及还可选地，大体上平整的表面的所述体部分，与所述流体保持层邻接。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管体，其中，所述铠装层具有大体上Z形的截面轮廓，所述轮廓具有大体上矩形的主体、和前边缘、和后边缘。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管体，其中，所述细长带元件具有大致倒T形的截面轮廓。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的柔性管体，其中，所述体部分包括从所述翼部分延伸的两个或者更多个叉齿。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的柔性管体，其中，所述体部分与每个相邻抗塌带绕组的各自侧壁邻接。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的柔性管体，其中，所述翼部分的翼展是在所述抗塌带绕组之间的最大间隙宽度的约3倍。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的柔性管体，其中，所述细长带元件包括金属、非金属、聚合物、弹性体、橡胶、泡沫、复合材料、不同材料的合金或者经涂覆的材料。

10.根据权利要求9所述的柔性管体，其中，所述体部分沿所述间隙的径向长度延伸至少2%。

11.根据权利要求9所述的柔性管体，其中，所述体部分为至少部分地不连续或者沿所述细长带元件改变其径向长度。

12.一种用于在柔性管体中形成绕组螺旋地缠绕层的细长带元件，所述带构造为按照螺旋方式，使用抗塌带来交替的缠绕，以形成抗塌层，其中，所述带元件具有截面轮廓，所述截面轮廓包括：

体部分，所述体部分定位于抗塌带绕组之间，使得所述体部分至少部分地位于在相邻抗塌带绕组之间的间隙中；以及

至少一个翼部分，所述至少一个翼部分从所述体部分的端区域延伸，所述至少一个翼部分构造为跨越所述间隙，并且分别与相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

13.根据权利要求12所述的细长带元件，其中，所述至少一个翼部分，以及还可选地，所述体部分形成大体上平整的径向内表面，用于与底层流体保持层邻接。

14.根据权利要求12或13所述的细长带元件，其中，所述带构造为使用所述抗塌带来交替的缠绕，所述抗塌带包括具有大体上Z形的截面轮廓的材料细长带，所述轮廓具有大体上矩形的主体、和前边缘、和后边缘。

15.根据权利要求12至14中的任一项所述的细长带元件，其中，所述带元件截面轮廓为大体上倒T形。

16.根据权利要求12至14中任一项所述的细长带元件，其中，所述体部分包括从所述翼部分延伸的两个或者更多个叉齿。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的细长带元件，其中，所述体部分与每个相邻抗塌带绕组的各自侧壁邻接。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的细长带元件，其中，所述翼部分的翼展是在所述抗塌带绕组之间的最大间隙宽度的约3倍。

19.根据权利要求12至18中任一项所述的细长带元件，其中，所述细长带元件包括金属、非金属、聚合物、弹性体、橡胶、泡沫、复合材料、不同材料的合金或者经涂覆的材料。

20.根据权利要求19所述的细长带元件，其中，所述体部分沿所述间隙的径向长度延伸至少2%。

21.根据权利要求19所述的细长带元件，其中，所述体部分为至少部分地不连续或者沿所述带改变其径向长度。

22.一种柔性管体，其包括抗塌层，所述抗塌层具有根据权利要求12至21中的任一项所述的细长带元件，按照螺旋方式，使用抗塌带来交替地缠绕所述带。

23.一种制造柔性管体的方法，其包括：

提供流体保持层；以及

在所述流体保持层上螺旋地缠绕细长带元件和抗塌带，以形成交替的绕组，其中，所述细长带元件至少部分地位于在相邻抗塌带绕组之间的间隙内，并且构造为跨越所述间隙，以与每个相邻抗塌带绕组的径向内表面邻接。

24.如之前参照附图在本文中大体上描述的细长带元件。

25.如之前参照附图在本文中大体上描述的柔性管体。

26.如之前参照附图在本文中大体上描述的方法。